專(zhuān)業(yè)名稱電氣工程與其自動(dòng)化2012年5月AccordingtothecurrentpowtotaprenewableenergyinChina,developingthvigorouslyistheneedofenergydevelopmentaswellastheneedforenvironmentprotection.Therefore,themonitoringofthewind-drivengeneratoranditsmonitoringholdsgreaterInthispaper,awholesetofreal-timemonitoringofwind-drivengeneratorschemeisdesignedandputintopracticeonthebasisofanalyzingandstudyingtheprincipleandapplipower.ThisdesignadoptsthemachineofS7-200PLC.Weusethevoltage,currentandthetemperaturesensorftomonitorthree-phasevoltage,tandtemperatureandtorealizefailuresurveillancesystemiscapableofeffective書(shū)目第一章緒論 1一、課題背景與探討意義 1(一)、風(fēng)能的利用與發(fā)展前景 1(二)、國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電狀況 2(三)、風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)與存在問(wèn)題 3二、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀 4三、本論文主要探討工作 5其次章探討課題概述 6 6(一)、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組成與結(jié)構(gòu) 6 8(三)、探討對(duì)象與結(jié)果預(yù)料 8二、可編程限制器(PLC)概述 9三、組態(tài)王軟件概述 第三章風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì) 第四章風(fēng)力發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 一、PLC的硬件設(shè)計(jì) (一)、PLC的選型 (三)、PLC的I/0口配置 (五)、PLC的接線方案 26 (三)、溫度傳感器的選型 第五章監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試 (一)、將PPI通訊轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂啥丝谀Ｊ? 40 45 45 第六章致謝 第七章參考文獻(xiàn) 第一章緒論到2003年3月，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)已超過(guò)40GW(70%以上在歐洲),近幾年每年去年風(fēng)能發(fā)電平均每千瓦時(shí)的成本費(fèi)用在強(qiáng)風(fēng)區(qū)是4美分，弱風(fēng)區(qū)為6美分。而20世紀(jì)80年頭成本為80美分。探討人員預(yù)料，隨著技術(shù)設(shè)備的改善，成本還可以再削減30%到50%。目前我國(guó)投資超過(guò)160億元的風(fēng)能發(fā)電支配已經(jīng)出臺(tái)，擬在全國(guó)范圍選擇20個(gè)10萬(wàn)千瓦以上的產(chǎn)權(quán)，具有相當(dāng)大局限性。所以，國(guó)內(nèi)目前有(二)、國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電狀況是20世紀(jì)80年頭的事情，至今已經(jīng)建成了一大批風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。自20風(fēng)力機(jī)幾十種，從70年頭末期我國(guó)起先自行開(kāi)發(fā)多種微型(100w～1kw)充電用的風(fēng)電機(jī)組，并在牧區(qū)和海島得到快速推廣，而且逐步形成產(chǎn)業(yè)，黑龍江等省、自治區(qū)建設(shè)了風(fēng)能開(kāi)發(fā)與探討試點(diǎn)工作。到20世紀(jì)80年頭末，我國(guó)小型風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量達(dá)6.7Mw,年發(fā)電量為6.3Gwh時(shí)，中大到3萬(wàn)臺(tái)以上，銷(xiāo)售量最大的是100～300w的風(fēng)電機(jī)組。660kw的主發(fā)電機(jī)組，并已安裝到遼寧營(yíng)口風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行。另外，浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)力設(shè)備廠生產(chǎn)出4臺(tái)250kw發(fā)電機(jī)組，安裝在廣東南澳風(fēng)電機(jī)組降低20%～30%,國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)大型風(fēng)力機(jī)發(fā)展的必定趨勢(shì)。我國(guó)大型風(fēng)電機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化從250～300kw機(jī)組起先，發(fā)展到600kW。依據(jù)我場(chǎng)的建設(shè)歷史來(lái)看，1986年國(guó)家第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在山東榮城并網(wǎng)發(fā)電后，全國(guó)累計(jì)安裝運(yùn)用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組19萬(wàn)臺(tái)以上，各地接連引進(jìn)機(jī)組并發(fā)電實(shí)力。在黑龍江省的富錦風(fēng)電場(chǎng)中，單機(jī)容量已達(dá)到960kw,使我國(guó)世紀(jì)70年頭發(fā)生世界能源危機(jī)時(shí)，就實(shí)行了政府補(bǔ)貼稅收政策等刺激手投資、年發(fā)電量、運(yùn)行費(fèi)用與運(yùn)行牢靠性、穩(wěn)定性等性能來(lái)衡量，200~(三)、風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)與存在問(wèn)題其次章探討課題概述代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當(dāng)慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。50倍。高速軸與其機(jī)械閘：高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過(guò)熱),該限制器可以自面越高，風(fēng)速越大?，F(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機(jī)的塔高為40至60米。它可以電同雙向變流器機(jī)Ω,轉(zhuǎn)子漏感2mH。護(hù)肝69.31mH,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.089kg●m2,最佳葉尖數(shù)比為8,最佳風(fēng)能利用系數(shù)為0.4。齒輪箱變速比為6.254。5.3A,轉(zhuǎn)子電流的幅值為20A.二、可編程限制器(PLC)概述指令原件(按鈕或者開(kāi)關(guān))和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件(各種傳感器),輸出端口連接一些執(zhí)行器件(接觸器、電磁、指示燈),限制和驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。系統(tǒng)不能輸入和編輯梯形圖，編程方式比較麻煩，加之很多PLC生產(chǎn)廠家都推納計(jì)算機(jī)編程。下圖2-2為一般PLC的結(jié)構(gòu)示意圖：圖2-2PLC結(jié)構(gòu)示意圖三、組態(tài)王軟件概述組態(tài)王6.53是亞控科技依據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，面對(duì)高端搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)為目標(biāo)，集成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(KingHistorian)的支持，可以為企業(yè)供應(yīng)一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析與管理的有效平臺(tái)組態(tài)王6.53保持了組態(tài)王早期版本運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)用便利的特點(diǎn)。并2、組態(tài)王6.53的主要功能特性接組態(tài)王6.53集成了對(duì)KingHistorian的支持，極大的提高了組態(tài)王服務(wù)器支持高達(dá)10萬(wàn)點(diǎn)、支持256個(gè)并發(fā)客戶同時(shí)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)、每Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線方式、BacNet現(xiàn)場(chǎng)總線方式下載、支持20條實(shí)時(shí)曲線。紀(jì)90年頭初引進(jìn)采納此項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此前始終是采納蜂窩模擬移動(dòng)技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)(2001年12月31日我國(guó)關(guān)閉了模擬移動(dòng)網(wǎng)絡(luò))。手機(jī)用戶總數(shù)在1.42、CDMA接入技術(shù)組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)”,被稱為第2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。目前采納這一技術(shù)的機(jī)放射功率的160,被稱為“綠色手機(jī)”。更為重要的是，基于寬帶技術(shù)優(yōu)勢(shì)：高效的頻帶利用率和更大的網(wǎng)絡(luò)容量、簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)化、通話質(zhì)其編碼有4.4億種數(shù)字排列，每部手機(jī)的編碼還隨時(shí)變更，這使得盜碼只3、GPRS接入技術(shù)技術(shù)。由于運(yùn)用了“分組”的技術(shù)，用戶上網(wǎng)可以免受斷線的苦痛情形也許就跟使用了下載軟件Netanle差不多。此外，運(yùn)用GPRS上網(wǎng)的方法4、CDPD接入技術(shù)利地接入Internet,全部基于TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用軟件都可以無(wú)需修改干藍(lán)牙的英文名稱為“Bluetooth”,事實(shí)上它是一種實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備之間腦、相關(guān)外設(shè)和家庭Hub等包括家庭RF的眾多設(shè)備之間進(jìn)行信息交換。藍(lán)牙應(yīng)用于手機(jī)與計(jì)算機(jī)的相連，可節(jié)約手網(wǎng)接入、無(wú)線免提、同步資料、影像傳遞等。要平安系統(tǒng)來(lái)防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)；藍(lán)牙的基本通信速度為750kbits/s,不過(guò)現(xiàn)在帶4Mbits/sIR端口的產(chǎn)品已經(jīng)特別普遍，而且最近16Mbits/s的擴(kuò)展也已經(jīng)被批準(zhǔn)。第三章風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)位仗錢(qián)欄師口1上位機(jī)YYYN圖3-2系統(tǒng)監(jiān)測(cè)流程圖第四章風(fēng)力發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(4)備有特地的接線端子排可供用戶選擇。(4)為適合不同的應(yīng)用場(chǎng)合，每種CPU都用不同的電源。(6)可以快速地響應(yīng)中斷懇求信號(hào)。S7-20(8)為系統(tǒng)備有特地的數(shù)字拓展模塊(EM),可以便利地對(duì)系統(tǒng)的輸入本機(jī)數(shù)字量輸入14輸入本機(jī)數(shù)字量輸出10輸出本機(jī)模擬量輸入2輸入本機(jī)模擬量輸入1輸出數(shù)據(jù)字格式，滿量程電壓電流0至+327670至+32000邏輯1信號(hào)(最小)(I0.0至I0.2和I0.6至I1.5)4VDC,(I0.3至I0.5)5VDC,1mA邏輯0信號(hào)(最大)(I0.0至I0.2和I0.6至I1.5)1VDC,(I0.3至I0.5)可選(0.2至12.8ms)模擬量輸入原件地址輸入設(shè)備備注定子電壓A電壓互感器定子電壓B電壓互感器定子電壓C電壓互感器定子電流A電流互感器定子電流B電流互感器定子電流C電流互感器電壓互感器轉(zhuǎn)子電壓B電壓互感器轉(zhuǎn)子電壓C電壓互感器電流互感器轉(zhuǎn)子電流B電流互感器轉(zhuǎn)子電流C電流互感器直流母線電壓電壓互感器溫度溫度傳感器數(shù)字量輸出原件地址輸出設(shè)備備注過(guò)電壓報(bào)警界面報(bào)警燈A過(guò)電流報(bào)警界面報(bào)警燈B過(guò)溫度報(bào)警界面報(bào)警燈C報(bào)警器I0.1I0.2I0.5電流互感器十圖4-4CPU接線圖(六)、擴(kuò)展模塊的選擇由于CPU模擬量輸入端口只有兩路，不滿意14路模擬量輸入的要求，所以須要擴(kuò)展模擬量輸入模塊，依據(jù)所選模塊的模擬量輸入端口大于所測(cè)模擬量輸入的端口的原則，選擇EM231模擬量輸入，8輸入，因此選擇兩個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊，如圖4-5所示：CO++24VDC傳感器電源輸出>1M0.00.10.20.30.40.50.6圖4-5模擬量輸入模塊電路接線圖二、傳感器的選型(一)、電流傳感器的選型額定測(cè)量電流值(Arms)對(duì)應(yīng)測(cè)量電流范圍(Arms)過(guò)載實(shí)力額定輸出電壓(Vrms)4Vrms或5Vrms精度(Ta=+25℃)線性度誤差電源電壓失調(diào)電壓(Ta=+25℃)響應(yīng)時(shí)間di/dt跟隨速度頻率范圍耗電負(fù)載電阻大于5000Ω絕緣電阻大于20MQ@DC500V表4-6電流互感器的電氣參數(shù)+十+十2-電源負(fù)3M輸出40電源地(G)(二)、電壓傳感器的選型電壓傳感器我們選擇柏艾斯公司型號(hào)為EV-C53-500P5種電壓傳感器是一種利用電隔離原理將被測(cè)例跟隨輸出的電流或電壓信號(hào)的測(cè)量模塊，原精確度、高線性度、高集成度、體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)額定電壓值(Vrms)測(cè)量電壓范圍(Vrms)輸出電流(mArms)精度(Ta=+25℃)線性度誤差0.1%電源電壓失調(diào)電流(Ta=+25℃)響應(yīng)時(shí)間頻率范圍耗電負(fù)載電阻(@IpN,@±15V)工頻耐壓(50HZ,1min)絕緣電阻2-電源負(fù)++850℃;允許偏差值△℃:A級(jí)±(0.15+0.002|t|),B級(jí)±(0.30輸入熱電偶K型、E型、B型、S型、T型、J型、熱電阻Pt100Cu100Cu50測(cè)溫范圍-200～450℃(熱電阻)0～1600℃(熱電精度等級(jí)輸出信號(hào)供電電壓負(fù)載電阻環(huán)境溫度表4-9溫度傳感器的電參數(shù)表2、溫度傳感器的硬件接線圖如4-10所示：十+++十AA熱電阻變送器0~5V1~5V接線圖圖4-10溫度傳感器的硬件接線示意圖內(nèi)置工業(yè)級(jí)GPRS無(wú)線模塊，供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)RS下圖4-11為為所選GPRS實(shí)物圖：(一)、功能特性 3、多協(xié)議支持：支持標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP,UDP5、高效：超大緩存60KB(二)、技術(shù)規(guī)格數(shù)據(jù)位：5,6,7,8停止位：1,1.5,2(當(dāng)校驗(yàn)位=None)RS-232:TxD,RxD,RTS,CTS,DTR,DSRRS-485:Tx+,Tx-,Rx+,工作溫度：-30到75工作濕度：5到95%RH(三)、適用領(lǐng)域三防與水文監(jiān)測(cè)第五章監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試)Aw2N0UTW2)AIW6LN0uTws4))主程序人SBR_0人INT_07N溫，短暫設(shè)定60度為極限溫度，大于此溫度SMB30和SMB130分別配置通訊口0和通訊口1,并且為自由端口操作供應(yīng)波特率、校驗(yàn)和數(shù)據(jù)位數(shù)的選擇。自由端口的限制字節(jié)如圖5-2所示：77Ppdbbbmmpp:奇偶校驗(yàn)選擇00=無(wú)奇偶校驗(yàn)01=偶校驗(yàn)11=奇校驗(yàn)d:每個(gè)字符的數(shù)據(jù)位0=每個(gè)字符8位1=每個(gè)字符7位bbb:自由端口波特率mm:協(xié)議選擇01=自由端口協(xié)議圖5-2用于自由端口模式的SM限制字節(jié)(SMB30或SMB130)不不Network1本程序接收一個(gè)字符中，MOvB16-09.SMB3001.初始化白由端口：-選擇9600波特。MOVB16+B0,SMB87/2.初始化RCV消息控制字節(jié)：-檢測(cè)消且結(jié)束字符Et84.將空?qǐng)D線超時(shí)設(shè)為05.將最大字符數(shù)設(shè)為T(mén)aT0MOv_0MOv_01.如果接收狀態(tài)顯示接收結(jié)束字符1/1.斯開(kāi)定時(shí)器中斷。/2.將消血發(fā)送適回端口上的用戶.NT2SM0.tEN日N01/啟用另一個(gè)接收將DTU的串口參數(shù)設(shè)置為缺省參數(shù)：波特率115200,數(shù)據(jù)位8,校驗(yàn)位為1即奇校驗(yàn)，停止位1,采納桑榮協(xié)議。停止 (四)、在組態(tài)王上設(shè)置GPRS的通訊口上一步B)下一步0)取消XX風(fēng)力發(fā)電<上一步(B)<上一步(B)下一步0N)>取消 306127071252在這一步，請(qǐng)為要安裝的設(shè)備指定地址。使用默認(rèn)值或按地址幫助按鈕取得設(shè)備地t證幫助信息。2設(shè)備信息新設(shè)備為西門(mén)子生產(chǎn)的S7-200系列0129505-151120532012802012-05-1515-28502012-012-05-1515-28.38012-05-151535592012-05-15.1528362012-2012.05-1515-28-372012-05-1515320012-05-151412592012-05-151534092012-05-151548482012-2012-05-1515.28552012-02012-05-151548512012-2012.05-151533482012-十12012-05-1515-28582012-2012-05-1515.28482012-05012-05-15.152832012-0宴與與2012-05-1515-29212012-道景日7日?qǐng)D5-5系列在組態(tài)王上設(shè)置GPRS的通訊口的操作